Non-Adiabatic Quantum Dynamics of Grover's Adiabatic Search Algorithm
本文研究了Grover绝热搜索算法在等效二能级系统下的量子动力学性质。它的绝热和非绝热演化被可视化为Bloch球上的Bloch矢量的轨迹。我们发现非绝热跃迁几率从短时间的指数衰减到长时间的平方反比衰减。临界运行时间的大小依赖关系用Lambert $W$函数表示。得到了使量子态遵循绝热路径的无跃迁驱动哈密顿量，证明了近似于含时驱动哈密顿量的常数哈密顿量可以使非绝热跃迁几率随运行时间从平方反比衰减变为四次方反比衰减.这可能为减少绝热量子计算中的误差开辟一条新途径。
2014-06-27 quant-ph
Dynamics of geometric phase in the adiabatic limit of quantum phase transition
与多体基态相关的几何相位表现出量子相变的特征。在这方面，我们已经研究了几何相位的行为在线性淬火所造成的逐渐关闭的磁场与自旋链相互作用。
2010-05-10 quant-ph
Preparing multiparticle entangled states of NV centers via adiabatic ground-state transitions
我们提出了一种在自旋力学系统中产生NV中心多粒子纠缠态的有效方法，其中自旋通过Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）类型的集体耦合相互作用。结果表明，通过LMG哈密顿量的基态的绝热跃迁，利用该混合系统可以从初始产物态产生NV自旋的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）型或W型纠缠态.由于绝热性，该方案对实际噪声和实验缺陷具有鲁棒性，可能用于量子信息处理。
2018-09-25 quant-ph
Generation of Massive Entanglement Through Adiabatic Quantum Phase Transition in a spinor condensate
我们提出了一种方法，在自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中，通过磁场绝热扫过量子相变，从初态开始产生大量的纠缠，该相变是由自旋相关碰撞相互作用和二次塞曼效应之间的竞争引起的.产生的多体纠缠的特点是实验上可测量的纠缠深度附近的迪克状态。我们表明，该计划是强大的实际噪声和实验的不完善性，在现实条件下，它是可能产生真正的纠缠数百个原子。
2013-08-10 quant-ph
Shortcuts to adiabatic passage for fast generation of Greenberger-Horne-Zeilinger states by transitionless quantum driving
Berry关于“无跃迁量子驱动”的方法展示了如何设置一个哈密顿量，该哈密顿量沿着参考哈密顿量的瞬时本征态驱动系统的动力学，以在更短的时间内再现绝热过程的相同最终结果。在本文中，我们的动机是无跃迁量子驱动，在三原子系统中构造绝热通道的捷径，以创建Greenberger-Horne-Zeilinger态的量子芝诺动力学和非共振激光的帮助下。通过数值仿真，讨论了各种退相干过程的影响，结果表明，该方案具有快速性和抗退相干和运算缺陷的鲁棒性。
2016-04-18 quant-ph
Non-adiabatic transitions in parabolic and super-parabolic $\mathcal{PT}$-symmetric non-Hermitian systems
例外点，复参数空间中的谱简并点，是非厄米量子系统的基础。非厄米特系统的动力学在例外点的存在下显着不同于厄米特系统。在这里，我们研究非厄米$\mathcal{P}\mathcal{T}$对称系统中的非绝热跃迁，其中例外点以有限的速度被驱动通过，它们是时间的二次或三次函数。我们标识不同的传输动力学分离的例外点，并推导出非绝热传输概率的解析近似公式。我们讨论了可能的实验实现与$\mathcal{P}\mathcal{T}$对称非厄米一维紧束缚光波导晶格。
2020-07-09 quant-ph
Controlling qubit transitions during non-adiabatic rapid passage through quantum interference
在绝热快速通过中，量子比特的布洛赫矢量通过缓慢反转它所耦合的外部场来反转，并且它最初沿着该外部场对准。在非绝热扭曲快速通过中，外场被允许围绕其初始方向以方位角θ（t）扭曲，同时它被非绝热地反转。对于多项式扭曲，则为\sim Bt^{n}。我们发现，对于n \ge 3，多个量子比特的共振可以发生在一个单一的反转的外部场，产生强烈的干扰效应的量子比特跃迁概率。干涉的特性可通过改变加捻强度B来控制。相长干涉和相消干涉是可能的，极大地增强或抑制量子位跃迁。这些可控干涉效应的实验证实已经发生。讨论了这种干涉机制在构造快速容错量子CNOT和NOT门中的应用。
2004-02-17 quant-ph
Ground State Microwave-Stimulated Raman Transitions and Adiabatic Spin Transfer in the $^{15}$Nitrogen-Vacancy Center
微波脉冲序列是相干操纵氮空位中心电子自旋基态的基础。在这项工作中，我们展示了受激拉曼跃迁（SRT）和受激拉曼绝热通过（STIRAP），两种方式来驱动的偶极-禁戒跃迁之间的两个自旋子能级的电子三重态基态的NV中心。这是通过多音拉曼微波脉冲来实现的，该多音拉曼微波脉冲经由用于SRT的虚拟电平或经由用于STIRAP的两个绝热且部分重叠的谐振微波脉冲来同时驱动两个失谐跃迁。我们建立了SRT和STIRAP动力学的理论框架，并通过观察单个NV中心基态的偶极禁戒跃迁，实验验证了布居反转的理论预言。两种方案的比较表明，与SRT相比，STIRAP的自旋交换具有更好的鲁棒性和成功性。
2021-03-25 quant-ph
Generation of many-particle entanglement in an ion trap by adiabatic ground-state transitions
本文讨论了双色激光场与离子阱中多粒子纠缠的产生。结果表明，在一个时间平均的，粗粒度的图片系统可以映射到一个自旋系综与可控的集体相互作用。激光参数的绝热变化允许从多粒子哈密顿量的可分离本征态到纠缠本征态的转移。特别感兴趣的是在基态的过渡，在某些情况下对应于量子相变。如果在基态和第一激发态之间始终保持足够大的能隙，则可以显著降低退相干机制的影响。
2003-01-06 quant-ph
Raman transitions without adiabatic elimination: A simple and accurate treatment
驱动拉曼过程-通过非共振耦合的中间态的近共振双光子跃迁，并且不获得相当大的人口-通常用简化的描述来处理，其中通过绝热消除来去除中间态。虽然绝热消除近似在中间态的失谐量很大时是可靠的，但在其他情况下它就不可信了，而且它不允许人们估计消除态的粒子数。我们引入了一种替代方法，它保留了描述中的所有状态，而不会增加太多的复杂性。一个Lippmann-Schwinger型的积分微分方程产生了一系列的近似，但是在最低阶已经得到了非常精确的结果。
2012-09-28 quant-ph
The Non-Adiabatic Sub-Geometric Phase and Its Application on Quantum Transition
本研究将基于密度矩阵的绝热几何相位推广至非绝地亚几何相位，揭示其虚实部对量子跃迁的不同作用，并通过两类系统验证，补充了量子跃迁选择定则相关理论。
2024-05-17 quant-ph
Creating Steady Atom-Molecule Entanglement by Demkov-Kunike Type Non-adiabatic Transition
基于费米子原子与玻色子分子的光缔合作用，提出了一种在光晶格中产生原子态与分子态之间稳定纠缠的方案。根据第二类Demkov-Kunike（DK 2）非绝热跃迁模型\cite{DK,models}，通过共振扫描Ramman激光束的频率来保证纠缠态的稳定性。通过调整扫描参数，可以精确控制各分量的概率幅值。
2004-07-25 quant-ph
Speeding up adiabatic state conversion in optomechanical system
加速绝热方法在量子信息处理中有着广泛的应用，受到了人们的广泛关注。本文采用基于Lewis-Riesenfeld不变量的逆向工程和无跃迁量子驱动两种方法来实现加速光机系统中的绝热态转换。可以在短时间内实现完美的人口转移。最后分析了无跃迁量子驱动的能量代价。
2017-03-23 quant-ph
Shortcuts to adiabatic passage for fast generation of three-atom singlet state by transitionless quantum driving
受无跃迁量子驱动的启发，我们利用量子芝诺动力学和非共振激光，在三原子系统中构造了绝热通道的捷径，从而产生了单重态。通过数值仿真讨论了各种退相干过程对该方案的影响，结果表明该方案对退相干和运算缺陷具有快速和鲁棒性。研究了如何选择实验参数来控制腔场耗散和原子的自发发射，具有一定的应用价值。
2016-04-18 quant-ph
Experimental Adiabatic Quantum Metrology with the Heisenberg scaling
利用量子相变进行高精度测量的临界量子精密测量近年来受到越来越多的关注。然而，由于连续的量子相变只存在于热力学极限，因此具有连续量子相变的临界量子精密测量在实验上是非常具有挑战性的。本文提出了一个绝热方案，研究了具有一级量子相变的微扰伊辛自旋模型。利用Landau-Zener反交叉，我们不仅可以在基态对未知参量进行编码，而且可以通过调节能隙来控制绝热过程的演化时间。我们在核磁共振实验上实现了绝热方案，并表明所达到的精度达到了海森堡标度。该方案具有易于实现、抗衰减能力强、能隙可调等优点，对量子精密测量的实际应用具有重要意义。
2021-02-14 quant-ph
Adiabatic preparation without Quantum Phase Transitions
许多物理上有趣的模型表明，当单个参数变化通过临界点时，基态和第一激发态变为简并，此时会发生量子相变。当该参数作为耦合常数出现时，这些模型可以理解为不同哈密顿量$H_{\rm I}$和$H_{\rm F}$之间的直线插值。然而，对于有限尺寸的实现，在基态和第一激发态之间通常将存在有限的能隙。通过缓慢地改变通过具有最小能隙的点的耦合常数，从而具有从$H_{\rm I}$的基态准备$H_{\rm F}$的基态的绝热算法。绝热定理意味着，为了获得良好的制备保真度，运行时$τ$应该与能隙的倒数成比例，从而也与系统大小成比例。此外，对于开放量子系统，不仅可能发生非绝热激发，而且可能发生热激发。结果表明，-仅使用局部哈密顿-一维量子伊辛模型和集群模型在横向场的传统直线路径可以取代一系列的直线插值，沿其基本能隙总是大于一个常数的系统大小无关。绝热量子算法和量子相变之间存在着很强的相似性，因此这些结果对于绝热量子计算是有意义的。
2008-09-24 quant-ph
Adiabatic limit interference effects for two energy level transition amplitudes and Nikitin - Umanskii formula studied by fundamental solution method
用基本解方法研究了一类哈密顿量的两能级系统的绝热跃迁振幅，并对相应的Stokes图作了一些简化。它已被证明，对于最简单的情况下，振幅采取Nikitin-Umanskii形式，但对于更复杂的情况下，他们是由严格相关的斯托克斯图的结构对应于这种情况下的一个项的总和。本文修正了我们以前的结果[Phys.Rev.A，63052101（2001）]，其结果与Joye，Mileti和Pfister [Phys.Rev.A，444280（1991）]的结果完全一致.
2003-04-04 quant-ph
Dissipative failure of adiabatic quantum transport as a dynamical phase transition
纠缠是绝热量子输运的核心资源。移相通过偏移轨迹影响该资源的可用性，从而驱动成功和失败之间的转换。这种纠缠的耗尽对于量子技术的实际实现是重要的。我们提出了一个新的观点，通过理解绝热输运的失败，作为一个动态的相变的绝热计算的失败。这些想法在一个双自旋系统的绝热量子输运模型中得到了证明。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Why the Quantitative Condition Fails to Reveal Quantum Adiabaticity
定量绝热条件（QAC）或定量条件，是一个方便的（先验的）工具，用于估计绝热量子演化。然而，质量保证咨询委员会的适用范围并不十分清楚。它已被证明，QAC可以成为不足以保证绝热近似的有效性，但在什么条件下QAC将成为必要的已成为有争议的。此外，据信QAC不能揭示量子绝热性是由于诱导的共振跃迁。然而，目前尚不清楚如何量化这些过渡一般。在这里，我们提出了一个进展，这个问题找到一个确切的关系，可以揭示如何过渡振幅与QAC直接相关。作为量子绝热性的后验条件，我们的结果是普遍适用于任何（非简并）量子系统，并给出了一个清晰的画面如何QAC可能成为不充分或不必要的绝热近似，这是一个问题，近年来在文献中获得了相当大的兴趣。
2014-03-01 quant-ph
Symmetry-Protected Quantum Adiabatic Evolution in Spontaneous Symmetry-Breaking Transitions
量子绝热演化是物理学中一个重要的基本概念，它描述了慢驱动哈密顿量的瞬时本征态附近的动力学演化。在大多数发生自发对称性破缺跃迁的系统中，它们的两个最低本征态从非简并态变为简并态。因此，由于相应的能隙消失，传统的绝热条件变得无效。本文研究了自发对称性破缺跃迁中量子绝热演化的存在性，并导出了一个与自发破缺相关的绝热条件。由于受驱动哈密顿量在整个过程中保持对称性，具有不同对称性的不同瞬时本征态之间的跃迁被禁止。因此，即使最小能隙为零，当受驱动系统按照依赖于量子数的绝热条件变化时，仍然可以出现量子数保护的量子绝热演化。这一研究不仅加深了我们对量子绝热演化和自发对称性破缺跃迁的理解，而且在量子态工程、拓扑无源泵浦和量子计算等方面有着广泛的应用.
2019-05-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
The role of symmetries in adiabatic quantum algorithms
利用绝热量子算法和量子相变之间的相似性，我们认为，二阶跃迁-通常与打破或恢复对称性-应该是有利的，相比一阶跃迁。通过简单的例子，我们构造了一个替代绝热算法的NP完全问题{ \em精确覆盖3}。我们数值计算表明，它的平均性能（所考虑的情况下，${\cal O}\{20\}$量子位）优于传统的计划。绝热算法的运行时间不仅取决于基本能隙（基态和激发态之间）的最小值，而且还取决于其在临界点处的曲率。该算法只包含泡利矩阵中的线性和二次贡献，可以推广到其他问题的哈密顿算子，这些哈密顿算子被分解为一个和两个量子比特。我们展示了如何因式分解的问题，可以投到这样一个二次形式。这些发现表明，绝热量子算法可以比Grover搜索程序（对应于一阶跃迁，仅产生二次增强）更快地解决一大类NP问题。
2009-04-29 quant-ph
Time-dependent quantum harmonic oscillator: a continuous route from adiabatic to sudden changes
在这项工作中，我们提供了一个答案的问题：如何突然或绝热是一个量子谐振子（HO）的频率变化？为了做到这一点，我们研究了HO的行为，最初在其基本状态，通过频率转换，我们可以控制它发生的速度。通过Bogoliubov变换，证明了系统的最终态是两个基中的真空压缩态。我们描述了压缩参数的时间演化在这两个基地，并讨论了它与绝热的关系，通过改变频率跃迁的突然到绝热的速度。最后，我们得到了压缩与跃迁速率以及初、终态频率之间的近似解析表达式。我们的研究结果揭示了一些微妙之处和常见的不准确文献中有关的绝热定理的解释这个系统。
2021-05-09 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity designed via time-rescaling follow the same transitionless route
本文重新审视时间重标定方法，证明其设计的绝热捷径具有无跃迁特性，并通过加速 STIRAP 展示其比反绝热方法更强的参数鲁棒性。
2024-06-11 quant-ph
Accelerating quantum adiabatic evolution with $π$-pulse sequences
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；State Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Physics and Department of Physics, Tsinghua University（清华大学低维量子物理国家重点实验室和物理系）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）；Beijing National Research Center for Information Science and Technology（北京信息科学与技术国家研究中心）
通过π脉冲序列抑制非绝热跃迁，实现快速且稳健的量子绝热演化。
2025-06-11 quant-ph
Analytic estimation of transition between instantaneous eigenstates of quantum two-level system
基于最近提出的构造量子二能级系统精确解的演化算符的新参数化方法，解析地计算了该系统瞬时本征态之间的跃迁振幅.特别是，他们估计时的哈密顿量变化无穷慢。结果不仅证实了绝热极限下的绝热定理，而且给出了绝热近似的解析估计。还阐明了不同瞬时本征态之间不允许跃迁的条件。
2018-03-26 quant-ph
Shortcuts to adiabatic passage for multiparticle in distant cavities: Applications to fast and noise-resistant quantum population transer, entangled states' preparation and transition
本文基于“Lewis-Riesenfeld不变量”方法，在远腔量子电子动力学（QED）系统中，通过构造多粒子绝热通过捷径（STAP），研究了快速抗噪声的布居转移、量子纠缠态制备和量子纠缠态跃迁。数值模拟表明，所有方案都具有快速性和对原子自发发射和光子泄漏引起的退相干的鲁棒性。此外，不仅总的操作时间，而且在每个方案的抗退相干的鲁棒性是无关的量子比特的数量。这可能会导致一个有用的一步，实现快速和抗噪声的量子信息处理在当前的技术。
2014-09-26 quant-ph
Adiabatic elimination in the presence of multiphoton transitions in atoms inside a cavity
本文提出一种在Heisenberg绘景下针对腔内存在多光子跃迁原子的绝热消除方法，其优势在于即使类Raman共振条件不成立也能推导有效哈密顿量。
2023-08-02 quant-ph
Adiabatic Quantum Computation with a 1D projector Hamiltonian
绝热量子计算是基于量子系统的绝热演化。我们分析了一类特殊的量子绝热演化，其中初始或最终的哈密顿量是相应的基态上的一维投影哈密顿量。的最小能隙，它管理一个成功的演变所需的时间被证明是成比例的初始和最终的哈密顿量的基态的重叠。我们发现，这样的演变表现出快速的交叉附近的过渡点的能隙是最小的基态的突然变化。此外，通过在转变点附近的窄区间内执行部分绝热演化，可以获得更快的演化。这些结果概括和量化早期的作品。
2009-07-06 quant-ph
Stimulated Raman adiabatic passage in a multi-level atom
本文给出了描述多能级原子受激拉曼绝热过程的一般形式。假设原子具有两个基态流形a和b以及一个激发态流形e，绝热过程是通过与含时场共振驱动a-e和b-e跃迁实现的.我们的形式主义给出了一个完整的描述的绝热通过过程，并可以应用到系统中的任意数量的退化状态在每个流形和任意耦合的a-e和b-e过渡。我们说明的形式主义，将其应用到一个简单的玩具模型和绝热通过铯原子。
2008-03-06 quant-ph
Non-adiabatic transitions in a massless scalar field
本文考虑绝热极限下含时源无质量标量场的动力学。这是一个没有谱隙的绝热问题的例子。本文的主要目的是说明绝热近似的误差和无带隙系统的非绝热跃迁概念之间的差异。在我们的例子中，非绝热跃迁对应于自由玻色子的发射，而绝热近似的误差主要由场的基态的速度依赖性变形决定。为了准确地捕捉这些概念，我们展示了如何构建一个无隙系统的超绝热近似。
2012-04-02 math-ph math.MP quant-ph
Optimal quantum annealing: A variational shortcut to adiabaticity approach
抑制瞬时基态的不需要的跃迁是幺正绝热量子计算中的一个主要挑战。最近的一种方法是建立近似使用变分策略的反绝热势。在这方面的贡献，我们将这种变分的方法Lindbladian动力学，作为一个目标的抑制非绝热量子退火对约旦块之间的过渡。我们发现，令人惊讶的是，单一的反绝热ansätze是成功的耗散动力学，以及，允许更容易的实验实施相比，Lindbladian ansätze涉及耗散。我们的方法不仅保证了开放系统绝热性的改善，而且提高了量子退火的成功概率。
2022-02-10 quant-ph
A Landau-Zener formula for the Adiabatic Gauge Potential
本文研究 AGP 将非绝热跃迁概率由 LZ 公式抑制为零的机制，提出含普适前置因子的修正公式，并用复时间路径的 Aharonov-Bohm 相位解释，同时证明其适用于一类可积含时 Hamilton 量。
2023-04-22 quant-ph
Experimental Implementation of Generalized Transitionless Quantum Driving
众所周知，通常需要高强度场来通过无相变量子驱动（TQD）实现绝热性的捷径。在这里，我们表明可以通过利用广义TQD的规范自由度来放宽这一要求，该规范自由度在模拟绝热演化时用任意相位表示。我们实验研究了广义TQD的性能与传统的TQD和绝热动力学的比较。利用$^{171}$ Yb $^+$囚禁离子超精细量子比特，我们实现了Landau-Zener绝热哈密顿量及其（传统的和广义的）TQD对应物.我们表明，广义理论提供了最佳可实现的哈密顿TQD，不需要额外的字段。此外，能量最优TQD哈密顿的Landau-Zener模型下的失相。值得注意的是，即使使用较低强度的字段，最佳TQD表现出更强大的对散肩环境的性能优于绝热动力学提供的性能。
2018-07-23 quant-ph
Generalized Shortcuts to Adiabaticity and Enhanced Robustness Against Decoherence
绝热性的捷径提供了一种通过希尔伯特空间中任意快速演化来模拟绝热量子过程的一般方法。对于这些反非绝热演化，更高的速度带来更高的能量成本。在这里，反非绝热理论被用作加速绝热任务的最小能量需求方案。作为一个副产品，我们表明，这种方法可以用来获得无限类的无跃迁模型，包括时间无关的哈密顿在一定条件下的本征态的原始哈密顿。我们应用这些结果调查的捷径绝热性在消肩环境中引入一个固定的能源的要求。在这种情况下，我们表明，广义无跃迁演化可以更强大的抗退相干比他们的绝热同行。我们说明了这种增强的鲁棒性的朗道-齐纳模型和量子门哈密顿。
2017-12-18 quant-ph
Decoherence in a dynamical quantum phase transition
受绝热量子算法和量子相变之间的相似性的启发，我们研究了退相干对扫描通过一个二阶量子相变的横场中的伊辛链的典型例子的影响，并将其与绝热版本的Grovers搜索算法进行比较，该算法显示一阶量子相变。对于独立于位置和依赖于位置的耦合强度以及不同的算子耦合，结果表明（与一阶跃迁相反）由弱耦合到相当一般的环境引起的退相干的影响随着系统大小而增加（即，自旋/量子位的数量）。这可能会限制相应的绝热量子算法的可扩展性。
2010-04-15 quant-ph
Simulating a Topological Transition in a Superconducting Phase Qubit by Fast Adiabatic Trajectories
拓扑相的重要性在凝聚态物理界已得到广泛的认识。可控量子系统为研究和设计各种拓扑相提供了一个人工平台。量子态的绝热轨道描述了体布洛赫本征态随动量的变化，但由于量子耗散的存在，这种绝热模拟方法在实际应用中受到限制。在这里，我们应用“绝热捷径”（STA）协议，实现快速绝热演化的超导相位量子比特系统。由此产生的快速绝热轨迹说明的Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型中的体布洛赫本征态的变化。一个尖锐的过渡实验确定的拓扑不变的缠绕数。我们的实验有助于确定一个二维玩具模型的拓扑Chern数，表明快速绝热模拟方法的拓扑系统的适用性。
2017-12-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Zeno effect versus adiabatic quantum computing and quantum annealing
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
研究绝热Grover搜索算法中环境耦合导致的退相干，发现量子芝诺效应通过持续测量抑制量子跃迁，从而限制量子加速，并推广到基于Landau-Zener跃迁的绝热量子算法和量子退火方案。
2026-05-22 quant-ph
New dynamical scaling universality for quantum networks across adiabatic quantum phase transitions
我们揭示了从传统空间系统（伊辛模型）到全连通网络（Dicke和Lipkin-Meshkov-Glick模型）绝热量子相变（QPT）的普遍动力学标度行为.我们的研究结果，这超出了传统的临界指数分析和绝热微扰近似，是适用的，即使在激发尚未稳定，因此提供了一个时间分辨的理解QPT涵盖了广泛的绝热制度。我们明确表明，即使两个系统可能传统上属于同一普适类，他们可以有非常不同的绝热演化。这意味着需要施加比目前更严格的条件，无论是对于其中一个系统用于模拟另一个系统的量子模拟，还是对于绝热量子计算方案。
2013-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Adiabatic Dynamics and Shortcuts to Adiabaticity: Fundamentals and Applications
在本论文中，我们给出了绝热动力学（封闭和开放系统）和无跃迁量子驱动的一系列结果，这些结果促进了我们对量子控制和哈密顿逆工程的理解。在封闭系统绝热动力学的背景下，通过从非惯性参考系研究系统动力学，提出了绝热性条件的验证机制。通过考虑一个消散方案，绝热近似的有效性条件进行了研究。作为一个新的具有潜在应用的一般性结果，我们证明了对于一类初始量子态，在退相干作用下，绝热性在无限时间极限内仍可能发生，就像封闭系统一样.最后，本文对绝热性捷径理论的原始贡献是指无跃迁量子驱动的广义方法，其中一个探索了伴随绝热轨道的量子相位因子的规范自由。一些理论的应用进行了研究，在这篇论文中提出的一些理论预测通过两个不同的实验装置，即在能量超精细结构的镱捕获离子，并在核磁共振与核自旋量子比特编码的量子比特进行实验验证。
2021-07-25 quant-ph
Fundamental solution method applied to time evolution of two energy level systems: exact and adiabatic limit results
用基本解方法研究了无能级交叉的两能级系统的跃迁。已经找到了精确形式和绝热极限的跃迁几率的紧凑公式。在两种情况下都没有检测到Joye、Mileti和Pfister（Phys. Rev. { \bf A44} 4280（1991））宣布的由许多水平复数交叉引起的干扰效应。有人认为，这项工作的这些结果是不正确的。然而，Berry相位的一些影响得到了证实。
2001-01-11 quant-ph
Reliable Information Transmission along QCA Wires in the Presence of Non-Adiabatic Transitions
量子点元胞自动机（QCA）计算方案使用量子点阵列作为计算设备。通常，这些通过将阵列保持在其基态来理想地操作，以确保正确的计算输出。对于大型QCA电路，热波动使这成为不可能，因此绝热时钟已被提出作为将大型电路计算划分为更可靠的子电路计算的手段。在这份报告中，它表明，导线和逆变器可以正确地传输信息，通过他们的激发态，以及他们的基态。对一个4单元导线的特征实例进行了模拟，并给出了理论推导。当哈密顿量中包含非最近邻相互作用时，这一结果仍然成立。另一方面，QCA多数门和更复杂的电路在激发态下工作时给出不正确的结果。这些结果表明，可靠的QCA电路的门应该包含在较小的时钟区，而电线中继信息可以包含在较大的时钟区。
2017-04-11 quant-ph
A measure for adiabatic contributions to quantum transitions
本文提出一种度量量子跃迁中绝热贡献的方法，可区分由本征态绝热变化与多本征态拍频引起的跃迁，并适用于含时密度泛函理论模拟以量化绝热性及核运动的相对重要性。
2023-05-16 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Hierarchical Theory of Quantum Adiabatic Evolution
量子绝热演化是量子系统在缓慢的外部驱动下的动力学演化。根据量子绝热定理，在这种动力学演化中，非简并瞬时本征能级之间不发生跃迁。然而，只有当驱动率无限小时，这才是真的。对于小的非零驱动速率，在能级之间通常存在小的跃迁概率。我们发展了一个经典力学框架来解决量子绝热定理的小偏差。迭代构造了一系列的哈密顿算子，其中零阶哈密顿算子由原系统哈密顿算子确定。$k$阶偏差由$k$阶哈密顿量控制，该哈密顿量取决于绝热参数直到$k$阶的时间导数。两个简单的例子，朗道-齐纳模型和自旋1/2粒子在旋转磁场，用来说明我们的分层理论。我们的分析还揭示了一个深刻的，以前未知的经典绝热理论和量子绝热理论之间的联系。
2015-05-03 quant-ph
Controlling and exploring quantum systems by algebraic expression of adiabatic gauge potential
绝热规范势是非绝热跃迁的起源。在反绝热驱动中，绝热规范势可以用来实现与绝热时间演化完全相同的动力学过程，而不需要缓慢地改变参数。本文给出绝热规范势的一个代数表达式。然后，我们发现绝热规范势的显式形式可以很容易地通过一些代数计算来确定。我们用单自旋系统、双自旋系统和横向伊辛链证明了这种方法。此外，我们推导出一个下限的保真度绝热时间演化的量子速度限制的基础上。这个界使我们能够知道近似绝热规范势的最坏情况。我们也可以利用这个束缚来寻找绝热规范势中的主导项，以抑制非绝热跃迁。我们应用这个约束的磁化反转的双自旋系统和横向伊辛链的量子退火。绝热规范势反映了能量本征态的结构，因此我们也讨论了用绝热规范势探测量子相变的问题。我们发现了一个签名的量子相变中的横向伊辛链。
2020-10-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum transport enabled by non-adiabatic transitions
本研究提出利用非绝热跃迁实现量子输运，通过将波导与控制单元混合形成Fano-Anderson链，揭示了透射条件，为混合量子技术提供功能性表面，并应用于开关和温度传感。
2024-02-12 quant-ph
Suppressing nonadiabatic transitions during adiabatic generation of highly entangled states in bosonic Josephson junctions
研究了玻色子约瑟夫森结中绝热产生类猫态（不同大小猫态的叠加）和自旋压缩态过程中非绝热跃迁的抑制。为了使绝热误差最小化，我们使用量子绝热速降线，这使我们能够在给定的条件下跟踪参数空间中的几何有效路径，而不需要额外的条款。对于类猫态的产生，由于宇称守恒，避免了与临界点处的能隙闭合相关的量子几何张量的发散。所得到的参数表是平滑的和单调递减的曲线。使用这些时间表提供了减少的时间来产生类猫态和自旋压缩态。
2019-09-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
How to experimentally evaluate the adiabatic condition for quantum annealing
提出一种在量子退火中通过施加振荡场并测量时域信号功率谱，来同时估计跃迁矩阵元和能隙、从而实验评估绝热条件的方法。
2023-12-01 quant-ph
Non-adiabatic transitions in the density matrix formalism
University of Southampton（南安普顿大学）
本文展示密度矩阵形式如何为两态量子系统中的非绝热跃迁提供便捷变量变换，从而得到连接LZSM近似与极端非绝热极限的通用解析解，适用于量子物理、中微子物理和宇宙学。
2026-07-23 hep-ph quant-ph
Laser Cooling with Adiabatic Transfer on a Raman Transition
利用窄线宽光学跃迁实现了一种新的激光冷却机制。反向传播的激光束在频率上被扫描以引起基态和激发态之间的绝热转移，并且多普勒频移提供时间排序，其确保相关联的光子反冲与粒子的运动相反。我们现在将这种技术扩展到$^{87}$ Rb，它没有窄线宽的光学跃迁，通过使用人工窄双光子拉曼跃迁。该冷却机制能够施加大的力来压缩原子系综的相空间，而不依赖于自发发射，从而为其在冷却缺乏闭合循环转变的分子或其他粒子中的潜在用途提供进一步的支持。由于绝热传输的动态是至关重要的拉曼SWAP冷却的可行性评估，我们还开发了一个通用的模型，拉曼朗道-齐纳过渡存在的自由空间散射。
2018-05-11 physics.atom-ph quant-ph
Floquet dynamical quantum phase transition in the extended XY model: nonadiabatic to adiabatic topological transition
研究了周期含时扩展XY模型中纯态和混合态Floquet动力学量子相变（DQPT）.我们精确地证明了所提出的相互作用自旋的Floquet哈密顿量可以表示为由有效的含时磁场施加的非相互作用准自旋的和（Schwinger-Rabi模型）。计算的Chern数表明存在从非绝热到绝热的拓扑转变。在绝热状态下，准自旋跟踪随时间变化的有效磁场，然后在自旋向上和自旋向下状态之间振荡。而在非绝热区，准自旋不能跟随随时间变化的有效磁场而感受到平均磁场。我们找到了准自旋经历绝热循环过程的驱动频率范围。此外，我们还得到了该Floquet系统的Loscherton振幅和广义Loscherton振幅的精确表达式。结果表明，当系统演化时，无论是纯态还是混合态都发生了动态相变。换句话说，Floquet DQPT出现所需的最小驱动频率等于从非绝热状态转变到绝热状态所需的阈值频率。
2020-09-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con quant-ph
Scaling behavior in the adiabatic Dicke Model
我们分析了一组$N$ -二能级系统与玻色子模在绝热区相互作用时的量子相变。通过Born-Oppenheimer近似，我们得到了许多物理观测量的有限尺寸标度展开，特别是系统的纠缠量.
2006-05-15 quant-ph
Fast and stable charging via a shortcut to adiabaticity
量子电池是量子热力学领域的一个新兴学科，主要用于量子系统的能量充电、存储和调度。在这项工作中，我们提出了一个快速和稳定的充电协议的基础上的绝热演化的暗态的三能级量子电池。它结合了传统的受激拉曼绝热通道（STIRAP）和量子无跃迁驱动技术。即使在反非绝热驱动强度的约束下，充电过程也可以被加速近一个数量级。为了在作为STIRAP典型平台的Rydberg原子系统中执行充电协议，修改了先决条件驱动脉冲以避免禁戒跃迁的约束。此外，我们的协议被发现是更强大的对环境的耗散和失相比传统的STIRAP。
2021-04-25 quant-ph
How fast and robust is the quantum adiabatic passage?
我们研究了辅助绝热通道，并等价地无跃迁量子驱动，作为一个量子速降线轨迹。从量子速降线方程出发，构造了给定约束条件下的最优哈密顿量。我们讨论了绝热通道如何实现为方程的解。量子最速时线的公式是基于最小作用量原理。我们利用它来讨论绝热通道的稳定性。
2013-07-18 quant-ph
Shortcuts to adiabatic holonomic quantum computation in decoherence-free subspace with transitionless quantum driving algorithm
利用无跃迁量子驱动算法（TQDA），我们提出了一种快速实现完整量子计算（HQC）的有效方案。它工作在无消相干子空间（DFS）中，可以在尽可能短的时间内加速绝热过程。更有趣的是，我们给出了一个物理实现我们的快捷方式HQC与氮空位中心的钻石分散耦合到一个回音壁模式微球腔。通过适当地控制外部激光脉冲的频率，可以有效地实现。此外，我们的计划具有良好的可扩展性与更多的量子比特。与以往工作不同的是，我们首先利用TQDA在DFS中实现了一个通用的HQC，不仅包括两个非对易的加速单量子比特完整门，而且包括一个加速的双量子比特完整控制相位门，这为通用量子计算所需的完整门集提供了必要的捷径。此外，我们的实验上可实现的捷径只需要两体相互作用，而不是四体相互作用，它们工作在色散制度，这大大放松了它们的物理实现在实验中的困难。我们的数值计算表明，目前的方案是强大的退相干与当前的实验参数。
2016-02-01 quant-ph
